Wie viel Mathematik steckt im Handy?

"Wer hat sein Handy schon mal aufgeschraubt?“, fragte Professor Denk von der Universität Konstanz die Schülerinnen und Schüler der 9. Klassen zu Beginn seines Vortrags. "Und wo findet man darin Mathematik?"

Im Prozessor finde ständig eine Signalverarbeitung statt und dahinter stecke eine ganze Menge Mathematik, erklärte Denk. Im Rahmen des Programms „Prof@School“, das der Mathematik-Fachbereich der Universität Konstanz anbietet, war er ans Kreisgymnasium gekommen, um den Neuntklässlern einen Einblick in die Mathematik zu geben, deren Anwendungen sie tagtäglich nutzen.

„Wer bisher ganz gut in Mathe war, wird sich heute ganz schön wundern, denn 8+5=1“, meinte er und erklärte den verblüfften Schülerinnen und Schülern, wie die Modulo-Rechnung funktioniert: „Wenn ihr um 8 Uhr in die Schule kommt und 5 Stunden dort seid, kommt ihr um 1 wieder heim, also 8+5 =13 und 13=1 modulo 12, weil die Uhr eben nur bis 12 zählen kann und dann wieder von vorne beginnt.“ Auch im Alltag verwenden wir also die Modulo-Rechnung – oft ohne uns dessen bewusst zu sein. Mit Hilfe der Modulo-Rechnung funktioniert die Codierung, ein Verfahren, mit dem das Handy das für den Empfänger bestimmte Signal von anderen Signalen unterscheiden kann. Als weiteres wichtiges Einsatzgebiet der Mathematik im Handy nannte Denk die Kanalschätzung. „Kanal“ heißt der Weg vom Funkmast zum Handy und der sei sehr kompliziert, erklärte Denk. Da sind Häuser und Berge und viele andere Hindernisse,von denen das Signal reflektiert wird. Ein sehr einfaches Signal, das ausgesendet wird, kommt deshalb als sehr kompliziertes im Handy an. Um dieses zu „entwirren“, brauche man die Fourier-Transformation, die Denk als“mathematischen Zauberstab“ bezeichnete. An teilweise verblüffenden Beispielen verdeutlichte er den Zuhörern, dass viele Gebiete der Mathematik eine Rolle spielen, wenn man die Signalverarbeitung im Handy verstehen möchte. Und was meinten die Neuntklässler zu der „etwas anderen“ Mathestunde? Für die meisten Schüler war es sehr ungewohnt und anstrengend, so lange „nur zuzuhören“. Für manche war es schwer vorstellbar, dass das wirklich Mathematik ist. Andere freuten sich über den Einblick in ganz unbekannte Gebiete der Mathematik und hätten gerne mehr erklärt bekommen. Einig waren sich fast alle darin, dass es gut sei, von Personen außerhalb der Schule etwas zu lernen.